Etape 13 : Clignotant à DEL simple
Un clignotant dans un véhicule ne commande habituellement qu'une seule ampoule. Voici un autre montage à bascule commutant de manière autonome. Le circuit utilise un condensateur unique. Deux transistors sur le circuit émetteur constituent un amplificateur. La rétroaction de la sortie sur l'entrée fait appel à un condensateur qui se charge et décharge en continu.
Etape 14 : • Flash à DEL
Ce circuit crée des flashs courts à intervalles réguliers. Les trois transistors sont tous fermés pendant toute la durée de la charge du condensateur. La tension sur la base du transistor central augmente lentement. Lorsque la tension se rapproche de +0,6 V, le transistor du milieu commence à conduire et fournit le courant de base pour le transistor PNP. La tension de son collecteur augmente et allume la DEL. Dans le même temps, le condensateur électrolytique fournit
un courant de base puissant et de courte durée. Le transistor de gauche dans le circuit veille à ce que le circuit fonctionne à la bonne fréquence de travail. La fréquence est de l'ordre d'un flash par seconde.
Retirez la résistance de 1 kΩ montée en parallèle avec la DEL : La pause entre les flash augmente alors sensiblement. Le transistor de gauche ne se ferme qu'une fois le condensateur électrolytique complètement déchargé. La tension du collecteur augmente alors lentement afin de permettre une nouvelle impulsion.
Etape 15 : Capteur tactile MOSFET
Ce circuit avec le MOSFET BS170 (transistor à effet de champ à semi-conducteur métal-oxyde, de l'anglais metal oxide semiconductor field-effect transistor) commande une DEL à l'aide de deux paires de contacts connectés directement ou à l'aide d'un doigt. L'état se maintient pendant un certain temps après une brève connexion des contacts.
Le transistor NPN a été présenté dans la première expérimentation avec un circuit de base simple. Un courant de base est nécessaire afin de permettre au courant du collecteur de se former. Une expérimentation analogue avec le MOSFET BS170 fait apparaître un comportement complètement différent. Le MOSFET utilise les trois bornes grille (G), source (S) et drain (D). Ici, le courant commandé ne dépend pas d'un courant en entrée mais de la tension créée entre G et S. Le transistor conduit lorsque la grille a une tension positive de 2 V environ. La borne de la grille est
totalement isolée et forme un petit condensateur de 20 pF environ. C'est pourquoi la tension de la grille se maintient longuement lorsque la grille est chargée.
Connectez brièvement les bornes A et B pour charger la grille. La DEL s'allume et le reste. Connectez les contacts C et D pour décharger la grille et désactiver la DEL. Chacun des deux états possibles se maintient de manière prolongée. Cette expérimentation démontre ainsi le principe de fonctionnement d'un accumulateur dynamique utilisé pour accumuler par ailleurs une charge électrique afin de représenter des états zéro et un. Dans le même temps, le circuit est un commutateur à contact, le contact tactile avec les contacts A et B ou C et D agit comme un contact
direct.
Attention ! La tension de la grille ne doit pas dépasser 20 V au risque de détériorer le transistor ! Il est donc indispensable d'éviter tout risque de décharge électrostatique. Pour ce faire, vous devez auparavant toucher une borne de la tension de service afin de canaliser les charges éventuelles. Deux personnes touchant le même circuit constituent un risque important pour le transistor. Le risque de différentiel de charge peut provoquer une décharge avec le transistor et le détériorer.
Etape 16 : Gradateur à capteur
L'ajout d'un condensateur entre la grille et le drain permet de conserver les états intermédiaires entre "complètement ouvert" et "complètement fermé". Lorsque la tension sur la grille diminue, le courant du drain diminue lui aussi, avec la tension sur la DEL et sa résistance série. La tension du drain augmente par conséquent. Ceci n'est possible que si le condensateur est chargé. Toute modification de la tension du drain se traduit par une modification de la tension de la grille. C'est pourquoi la luminosité de la DEL varia lentement lorsque le courant en entrée est faible. La luminosité de la DEL augmente après un contact tactile avec les contacts A et B. Touchez les contacts C et B pour diminuer la luminosité. La vitesse de réaction à un contact tactile est variable. La luminosité augmente plus rapidement qu'elle ne diminue, en raison d'une tension de charge plus élevée.
Etape 17 : Electromètre
L'électromètre est un appareil de mesure chargé de mettre en évidence les charges électriques. Les objets ou les personnes chargés électriquement sont entourés d'un champ électrique permettant de charger par influence les objets isolés voisins. Cette propriété s'applique également à la grille isolée du BS170. Un fil isolé est raccordé à l'entrée du circuit. Les charges électriques ambiantes ont une incidence sur la luminosité de la DEL. Vous pouvez par exemple frotter une règle en plastique sur un tissu et la tenir à proximité du circuit. Gardez une distance de sécurité
de 10 cm pour éviter d'endommager le MOSFET.
L'état initial après l'activation est indéterminé, le transistor peut donc être complètement fermé ou complètement conducteur. Dans les deux cas, de petites variations de la tension de la grille sont sans effet. C'est la raison de la présence de l'interrupteur de démarrage, utilisé pour relier brièvement la grille et le drain. La tension de la grille se situe dans la zone médiane autour de 2 V.
Etape 18 : DEL comme cellules photoélectriques
Cette expérimentation présente une variante supplémentaire de montage d'un capteur photoélectrique simple. Le composant utilisé ici est un BS170. Deus DEL font office de capteurs photoélectriques. Deux transistors NPN en commutation Darlington ont permis d'utiliser au chap. 16 une DEL en guise de capteur photoélectrique. La résistance en entrée pratiquement illimitée du MOSFET lui permet de prendre en charge à lui tout seul cette même fonction. En revanche, le circuit utilisera deux DEL en guise de capteurs photoélectriques. Les DEL sont utilisés sous forme
d'éléments photoélectriques susceptibles de délivrer une tension. Le BS170 est conducteur à partir d'une tension de grille de 2 V. Deux DEL utilisées conjointement peuvent générer la tension requise avec un éclairage suffisant. Une luminosité faible est suffisante pour obtenir un effet. Expérimentez aussi avec différentes DEL. Une DEL verte délivre une tension légèrement supérieure à celle d'une DEL rouge.
Etape 19 : Capteur de température à condensateur
Un condensateur céramique de 100 nF est utilisable comme un capteur de température. Ce type de condensateur possède un coefficient de température élevé. La capacité diminue avec le réchauffement. Dans cette expérimentation, nous voulons que le commutateur soit tout d'abord fermé puis réouvert. La tension de la grille est réglée automatiquement sur la tension seuil de 2 V environ, et la DEL est allumée. Une tension de 7 V environ est mesurée sur le condensateur de 100 nF.
Touchez légèrement le condensateur du doigt. La température du composant augmente. La charge accumulée dans le condensateur reste constante. En revanche, la tension du condensateur augmente en raison de la baisse de capacité. Cela réduit la tension de la grille et, par corollaire, le courant du drain. Il suffit de toucher légèrement le composant pour que la DEL soit nettement moins lumineuse. Le circuit est plus sensible aux variations de température minimes que le circuit à transistor présenté au chap. 18. La DEL retrouve sa luminosité initiale dès que le condensateur du capteur est à nouveau refroidi.
Etape 20 : Eclairage temporisé
La lumière est allumée en pressant sur le bouton et reste allumée pendant une minute environ. Le passage entre la phase claire et la phase sombre est progressif mais relativement rapide. Le condensateur électrolytique est chargé à 9 V en pressant sur un bouton. Il se décharge par une résistance de 470 kΩ. Tant que la tension de la grille dépasse 2,6 V, le FET conduit et fournit un courant de base pour le transistor NPN chargé d'allumer la DEL. La conductivité du FET diminue lorsque la tension en entrée baisse. Dès que la tension de base du transistor NPN est inférieure à 0,6 V, aucun courant notable ne circule plus sur le collecteur et la DEL s'éteint alors.
Etape 21 : Clignotant progressif
Un clignotant à DEL à fluctuation progressive de la luminosité peut contribuer à détendre l'observateur lorsque la fréquence est convenablement choisie. La luminosité suit une courbe sinusoïdale. Ce circuit commande deux DEL en opposition de phase. La lumière passe donc entre le rouge et le vert de manière progressive.
Les condensateurs électrolytiques sont encore déchargés lors de la mise en marche du circuit. Le BS170 est alors fermé, tandis que le transistor est conducteur. Dans un premier temps, seule la DEL rouge est allumée. Le circuit essaie ensuite d'osciller à un niveau de courant intermédiaire, mais il passe constamment en suroscillation et il génère un signal sinusoïdal dans lequel l'un puis l'autre des transistors est conducteur.
Un clignotant dans un véhicule ne commande habituellement qu'une seule ampoule. Voici un autre montage à bascule commutant de manière autonome. Le circuit utilise un condensateur unique. Deux transistors sur le circuit émetteur constituent un amplificateur. La rétroaction de la sortie sur l'entrée fait appel à un condensateur qui se charge et décharge en continu.
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| Fig. 35 : Clignotant à DEL ((F_Blinker2.jpg)) |
Etape 14 : • Flash à DEL
Ce circuit crée des flashs courts à intervalles réguliers. Les trois transistors sont tous fermés pendant toute la durée de la charge du condensateur. La tension sur la base du transistor central augmente lentement. Lorsque la tension se rapproche de +0,6 V, le transistor du milieu commence à conduire et fournit le courant de base pour le transistor PNP. La tension de son collecteur augmente et allume la DEL. Dans le même temps, le condensateur électrolytique fournit
un courant de base puissant et de courte durée. Le transistor de gauche dans le circuit veille à ce que le circuit fonctionne à la bonne fréquence de travail. La fréquence est de l'ordre d'un flash par seconde.
Retirez la résistance de 1 kΩ montée en parallèle avec la DEL : La pause entre les flash augmente alors sensiblement. Le transistor de gauche ne se ferme qu'une fois le condensateur électrolytique complètement déchargé. La tension du collecteur augmente alors lentement afin de permettre une nouvelle impulsion.
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| Fig. 37 : Flash à DEL ((Aufbau13.jpg)) |
Etape 15 : Capteur tactile MOSFET
Ce circuit avec le MOSFET BS170 (transistor à effet de champ à semi-conducteur métal-oxyde, de l'anglais metal oxide semiconductor field-effect transistor) commande une DEL à l'aide de deux paires de contacts connectés directement ou à l'aide d'un doigt. L'état se maintient pendant un certain temps après une brève connexion des contacts.
Le transistor NPN a été présenté dans la première expérimentation avec un circuit de base simple. Un courant de base est nécessaire afin de permettre au courant du collecteur de se former. Une expérimentation analogue avec le MOSFET BS170 fait apparaître un comportement complètement différent. Le MOSFET utilise les trois bornes grille (G), source (S) et drain (D). Ici, le courant commandé ne dépend pas d'un courant en entrée mais de la tension créée entre G et S. Le transistor conduit lorsque la grille a une tension positive de 2 V environ. La borne de la grille est
totalement isolée et forme un petit condensateur de 20 pF environ. C'est pourquoi la tension de la grille se maintient longuement lorsque la grille est chargée.
Connectez brièvement les bornes A et B pour charger la grille. La DEL s'allume et le reste. Connectez les contacts C et D pour décharger la grille et désactiver la DEL. Chacun des deux états possibles se maintient de manière prolongée. Cette expérimentation démontre ainsi le principe de fonctionnement d'un accumulateur dynamique utilisé pour accumuler par ailleurs une charge électrique afin de représenter des états zéro et un. Dans le même temps, le circuit est un commutateur à contact, le contact tactile avec les contacts A et B ou C et D agit comme un contact
direct.
Attention ! La tension de la grille ne doit pas dépasser 20 V au risque de détériorer le transistor ! Il est donc indispensable d'éviter tout risque de décharge électrostatique. Pour ce faire, vous devez auparavant toucher une borne de la tension de service afin de canaliser les charges éventuelles. Deux personnes touchant le même circuit constituent un risque important pour le transistor. Le risque de différentiel de charge peut provoquer une décharge avec le transistor et le détériorer.
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| Fig. 39 : Charge et décharge de la grille ((Aufbau14.jpg)) |
Etape 16 : Gradateur à capteur
L'ajout d'un condensateur entre la grille et le drain permet de conserver les états intermédiaires entre "complètement ouvert" et "complètement fermé". Lorsque la tension sur la grille diminue, le courant du drain diminue lui aussi, avec la tension sur la DEL et sa résistance série. La tension du drain augmente par conséquent. Ceci n'est possible que si le condensateur est chargé. Toute modification de la tension du drain se traduit par une modification de la tension de la grille. C'est pourquoi la luminosité de la DEL varia lentement lorsque le courant en entrée est faible. La luminosité de la DEL augmente après un contact tactile avec les contacts A et B. Touchez les contacts C et B pour diminuer la luminosité. La vitesse de réaction à un contact tactile est variable. La luminosité augmente plus rapidement qu'elle ne diminue, en raison d'une tension de charge plus élevée.
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| Fig. 41 : Luminosité ajustable ((Aufbau15.jpg)) |
Etape 17 : Electromètre
L'électromètre est un appareil de mesure chargé de mettre en évidence les charges électriques. Les objets ou les personnes chargés électriquement sont entourés d'un champ électrique permettant de charger par influence les objets isolés voisins. Cette propriété s'applique également à la grille isolée du BS170. Un fil isolé est raccordé à l'entrée du circuit. Les charges électriques ambiantes ont une incidence sur la luminosité de la DEL. Vous pouvez par exemple frotter une règle en plastique sur un tissu et la tenir à proximité du circuit. Gardez une distance de sécurité
de 10 cm pour éviter d'endommager le MOSFET.
L'état initial après l'activation est indéterminé, le transistor peut donc être complètement fermé ou complètement conducteur. Dans les deux cas, de petites variations de la tension de la grille sont sans effet. C'est la raison de la présence de l'interrupteur de démarrage, utilisé pour relier brièvement la grille et le drain. La tension de la grille se situe dans la zone médiane autour de 2 V.
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| Fig. 43 : Mise en évidence des charges électriques ((Aufbau16.jpg)) |
Etape 18 : DEL comme cellules photoélectriques
Cette expérimentation présente une variante supplémentaire de montage d'un capteur photoélectrique simple. Le composant utilisé ici est un BS170. Deus DEL font office de capteurs photoélectriques. Deux transistors NPN en commutation Darlington ont permis d'utiliser au chap. 16 une DEL en guise de capteur photoélectrique. La résistance en entrée pratiquement illimitée du MOSFET lui permet de prendre en charge à lui tout seul cette même fonction. En revanche, le circuit utilisera deux DEL en guise de capteurs photoélectriques. Les DEL sont utilisés sous forme
d'éléments photoélectriques susceptibles de délivrer une tension. Le BS170 est conducteur à partir d'une tension de grille de 2 V. Deux DEL utilisées conjointement peuvent générer la tension requise avec un éclairage suffisant. Une luminosité faible est suffisante pour obtenir un effet. Expérimentez aussi avec différentes DEL. Une DEL verte délivre une tension légèrement supérieure à celle d'une DEL rouge.
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| Fig. 45 : Capteur photoélectrique ((Aufbau17.jpg)) |
Etape 19 : Capteur de température à condensateur
Un condensateur céramique de 100 nF est utilisable comme un capteur de température. Ce type de condensateur possède un coefficient de température élevé. La capacité diminue avec le réchauffement. Dans cette expérimentation, nous voulons que le commutateur soit tout d'abord fermé puis réouvert. La tension de la grille est réglée automatiquement sur la tension seuil de 2 V environ, et la DEL est allumée. Une tension de 7 V environ est mesurée sur le condensateur de 100 nF.
Touchez légèrement le condensateur du doigt. La température du composant augmente. La charge accumulée dans le condensateur reste constante. En revanche, la tension du condensateur augmente en raison de la baisse de capacité. Cela réduit la tension de la grille et, par corollaire, le courant du drain. Il suffit de toucher légèrement le composant pour que la DEL soit nettement moins lumineuse. Le circuit est plus sensible aux variations de température minimes que le circuit à transistor présenté au chap. 18. La DEL retrouve sa luminosité initiale dès que le condensateur du capteur est à nouveau refroidi.
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| Fig. 47 : Capteur de température ((Aufbau18.jpg)) |
Etape 20 : Eclairage temporisé
La lumière est allumée en pressant sur le bouton et reste allumée pendant une minute environ. Le passage entre la phase claire et la phase sombre est progressif mais relativement rapide. Le condensateur électrolytique est chargé à 9 V en pressant sur un bouton. Il se décharge par une résistance de 470 kΩ. Tant que la tension de la grille dépasse 2,6 V, le FET conduit et fournit un courant de base pour le transistor NPN chargé d'allumer la DEL. La conductivité du FET diminue lorsque la tension en entrée baisse. Dès que la tension de base du transistor NPN est inférieure à 0,6 V, aucun courant notable ne circule plus sur le collecteur et la DEL s'éteint alors.
Etape 21 : Clignotant progressif
Un clignotant à DEL à fluctuation progressive de la luminosité peut contribuer à détendre l'observateur lorsque la fréquence est convenablement choisie. La luminosité suit une courbe sinusoïdale. Ce circuit commande deux DEL en opposition de phase. La lumière passe donc entre le rouge et le vert de manière progressive.
Les condensateurs électrolytiques sont encore déchargés lors de la mise en marche du circuit. Le BS170 est alors fermé, tandis que le transistor est conducteur. Dans un premier temps, seule la DEL rouge est allumée. Le circuit essaie ensuite d'osciller à un niveau de courant intermédiaire, mais il passe constamment en suroscillation et il génère un signal sinusoïdal dans lequel l'un puis l'autre des transistors est conducteur.
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